本發(fā)明屬于無(wú)人機(jī)和無(wú)人船技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種由無(wú)人船與無(wú)人機(jī)協(xié)同配合的水質(zhì)巡檢、污染物溯源系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，受人類活動(dòng)的影響，水資源污染越來(lái)越嚴(yán)重，近半數(shù)水資源收到嚴(yán)重污染，因此，在水質(zhì)管理的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)湖泊水庫(kù)水質(zhì)的監(jiān)測(cè)顯得格外重要。目前我國(guó)水質(zhì)監(jiān)測(cè)主要依靠人工監(jiān)測(cè)和無(wú)人船監(jiān)測(cè)及部分無(wú)人機(jī)巡檢。其中，人工監(jiān)測(cè)需要實(shí)地采樣，周期很長(zhǎng)且需要消耗大量人力物力。而利用無(wú)人船搭載的水質(zhì)檢測(cè)設(shè)備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)監(jiān)測(cè)水質(zhì)情況，大部分水面水體監(jiān)測(cè)的傳感器均可搭載在無(wú)人船上，無(wú)人船具有布放靈活、成本經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，但是在對(duì)應(yīng)對(duì)大面積污染時(shí)無(wú)人船對(duì)水質(zhì)的取樣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)仍然不能具有科學(xué)全面的代表性，在對(duì)污染源溯源方面具有相當(dāng)?shù)木窒扌?。無(wú)人機(jī)在水質(zhì)監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用可以提供大范圍的監(jiān)測(cè)，能夠快速了解區(qū)域污染范圍情況，但是鑒于目前無(wú)人機(jī)發(fā)展情況，無(wú)人機(jī)面臨著巡航時(shí)間短的問(wèn)題，而且無(wú)人機(jī)只對(duì)能引起水體顏色變化的污染源來(lái)區(qū)分水質(zhì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)無(wú)人機(jī)和無(wú)人船單獨(dú)作業(yè)監(jiān)測(cè)水質(zhì)的不足，本發(fā)明旨在提供一種由無(wú)人船與無(wú)人機(jī)協(xié)同配合的水質(zhì)巡檢、污染物溯源系統(tǒng)及其方法，以實(shí)現(xiàn)路徑優(yōu)化的水質(zhì)監(jiān)測(cè)以及科學(xué)合理地對(duì)水域污染源進(jìn)行追蹤。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于無(wú)人設(shè)備的水質(zhì)巡檢、污染物溯源系統(tǒng)，由無(wú)人機(jī)、無(wú)人船和岸基監(jiān)控系統(tǒng)組成；

所述無(wú)人機(jī)包括機(jī)體、飛行控制系統(tǒng)、無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)、螺旋槳、蓄電池、充電接口、無(wú)人機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)和機(jī)載視頻監(jiān)測(cè)設(shè)備；

所述飛行控制系統(tǒng)通過(guò)所述無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)與所述無(wú)人船以及所述岸基監(jiān)控系統(tǒng)通信連接，控制所述無(wú)人機(jī)的飛行路線和飛行姿態(tài)；所述機(jī)載視頻監(jiān)測(cè)設(shè)備用于對(duì)排污口的搜尋并拍照取證，所述機(jī)載視頻監(jiān)測(cè)設(shè)備通過(guò)所述無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)向所述岸基監(jiān)控系統(tǒng)回傳高清視頻或照片；所述無(wú)人機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)用于對(duì)所述無(wú)人機(jī)的當(dāng)前位置進(jìn)行定位，并將位置坐標(biāo)通過(guò)所述無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)發(fā)送至所述無(wú)人船，為所述無(wú)人船進(jìn)行引導(dǎo)；

所述無(wú)人船包括船體以及設(shè)置在所述船體內(nèi)的主控制系統(tǒng)、無(wú)人船通信系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、無(wú)人船導(dǎo)航系統(tǒng)、水質(zhì)檢測(cè)設(shè)備和船載視頻監(jiān)測(cè)設(shè)備；所述無(wú)人船的船體上設(shè)置有供所述無(wú)人機(jī)?？康耐C(jī)坪以及可與所述無(wú)人機(jī)上的所述充電接口對(duì)接的充電裝置；

所述主控制系統(tǒng)通過(guò)所述無(wú)人船通信系統(tǒng)與所述岸基監(jiān)控系統(tǒng)通信連接，用于控制所述無(wú)人船的航行以及控制水質(zhì)數(shù)據(jù)信息采集流程；所述主控制系統(tǒng)通過(guò)所述無(wú)人船通信系統(tǒng)與所述無(wú)人機(jī)通信連接，用于控制所述無(wú)人機(jī)的飛行；所述船載視頻監(jiān)測(cè)設(shè)備用于對(duì)水面污染情況的進(jìn)行拍攝，并將拍攝到的視頻傳送至所述主控制系統(tǒng)；所述無(wú)人船導(dǎo)航系統(tǒng)用于對(duì)所述無(wú)人船進(jìn)行定位，并將所述無(wú)人船的位置坐標(biāo)傳送至所述主控制系統(tǒng)；所述在水質(zhì)檢測(cè)設(shè)備用于對(duì)污染水域進(jìn)行水質(zhì)數(shù)據(jù)采集，并將采集到的水質(zhì)數(shù)據(jù)傳送至所述主控制系統(tǒng)；所述主控制系統(tǒng)通過(guò)無(wú)人船通信系統(tǒng)分別將拍攝到的視頻、所述無(wú)人船的位置坐標(biāo)以及采集到的水質(zhì)數(shù)據(jù)發(fā)送至所述岸基監(jiān)控系統(tǒng)，用于污染物濃度分布圖的繪制。

優(yōu)選的，所述無(wú)人機(jī)為無(wú)人直升機(jī)、多軸飛行器、旋翼飛行器。

優(yōu)選的，所述無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)和所述無(wú)人船通信系統(tǒng)均為3G/4G模塊。

優(yōu)選的，所述無(wú)人機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)和所述無(wú)人船導(dǎo)航系統(tǒng)均為GPS模塊。

一種基于無(wú)人設(shè)備的水質(zhì)巡檢、污染物溯源方法，包括以下步驟：

步驟1）無(wú)人船通過(guò)無(wú)人船導(dǎo)航系統(tǒng)航行至受污染水域的采集點(diǎn)，然后利用水質(zhì)檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行水質(zhì)數(shù)據(jù)信息的采集，并將采集點(diǎn)的坐標(biāo)位置（X,Y）以及該采集點(diǎn)的污染物濃度數(shù)據(jù)（Z）通過(guò)無(wú)人船通信系統(tǒng)發(fā)送至岸基監(jiān)控系統(tǒng)的服務(wù)器上；

步驟2）岸基監(jiān)控系統(tǒng)將各個(gè)采集點(diǎn)的污染物濃度數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，利用MATLAB軟件進(jìn)行二維差值擬合，作出主要污染物在該受污染水域的濃度分布圖，并判斷出最大濃度可疑污染源的所在位置；

步驟3）岸基監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)污染物濃度分布圖設(shè)計(jì)出優(yōu)化路徑，通過(guò)無(wú)人船通信系統(tǒng)指揮無(wú)人船沿著優(yōu)化路徑向最大濃度可疑污染源靠近，同時(shí)，無(wú)人船在航行途中繼續(xù)對(duì)水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，并將這些水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)一步通過(guò)無(wú)人船通信系統(tǒng)上傳到岸基監(jiān)控系統(tǒng)的服務(wù)器中，隨著無(wú)人船的航行，收集到的水質(zhì)數(shù)據(jù)越來(lái)越多，擬合的數(shù)據(jù)也更加準(zhǔn)確；

步驟4）當(dāng)無(wú)人船到達(dá)污染源附近時(shí)，由于無(wú)人船視野不夠開(kāi)闊，航行速度也相對(duì)較慢不利于對(duì)污染源排放口位置的尋找，此時(shí)岸基監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)啟動(dòng)無(wú)人船上承載的無(wú)人機(jī)，并向無(wú)人機(jī)發(fā)送污染物濃度分布圖，無(wú)人機(jī)根據(jù)污染物濃度分布圖，并利用機(jī)載視頻監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)污染源排放口進(jìn)行高空搜尋；

步驟5）無(wú)人機(jī)通過(guò)無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)將在高空拍攝到的視頻畫(huà)面直接回傳到岸基監(jiān)控系統(tǒng)，由岸基監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)視頻畫(huà)面中的內(nèi)容進(jìn)行分析和判斷；

步驟6）當(dāng)岸基監(jiān)控系統(tǒng)在無(wú)人機(jī)傳回的視頻畫(huà)面中發(fā)現(xiàn)可疑目標(biāo)后，無(wú)人機(jī)立刻通過(guò)無(wú)人機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)定位當(dāng)前的位置坐標(biāo)，并通過(guò)無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)將該位置坐標(biāo)發(fā)送無(wú)人船，引導(dǎo)無(wú)人船駛近該可疑目標(biāo)進(jìn)行進(jìn)一步確認(rèn)；

步驟7）當(dāng)無(wú)人船駛近可以目標(biāo)后，通過(guò)無(wú)人船上的船載視頻監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)可疑目標(biāo)進(jìn)行視頻拍攝，視頻畫(huà)面通過(guò)無(wú)人船通信系統(tǒng)發(fā)送至岸基監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行確認(rèn)；

步驟8）當(dāng)確認(rèn)該可疑目標(biāo)確實(shí)為污染物排放口時(shí)，岸基監(jiān)控系統(tǒng)3控制無(wú)人機(jī)1上的機(jī)載視頻監(jiān)測(cè)設(shè)備和無(wú)人船上的船載視頻監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)污染物排放口進(jìn)行拍照取證；

步驟9）無(wú)人船通過(guò)無(wú)人船導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)該污染物排放口進(jìn)行定位，并通過(guò)無(wú)人船通信系統(tǒng)將該污染物排放口的位置坐標(biāo)信息上傳至岸基監(jiān)控系統(tǒng)；

步驟10）當(dāng)取證完成后，無(wú)人機(jī)著陸至無(wú)人船的停機(jī)坪上，無(wú)人機(jī)上的充電接口與無(wú)人船上的充電裝置對(duì)接，為無(wú)人機(jī)進(jìn)行充電，等待下一次起飛任務(wù)。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明在充分考慮了無(wú)人船和無(wú)人機(jī)在水質(zhì)監(jiān)測(cè)時(shí)的優(yōu)缺點(diǎn)后，提供了一種全新的水質(zhì)監(jiān)測(cè)方式，采用無(wú)人船搭載無(wú)人機(jī)的方式對(duì)污染水域進(jìn)行立體式巡檢。無(wú)人船可以對(duì)污染水域的水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，岸基監(jiān)控系統(tǒng)利用監(jiān)測(cè)到的水質(zhì)數(shù)據(jù)繪制出該水域的污染物濃度分布圖，并優(yōu)化無(wú)人船的巡檢路徑。無(wú)人機(jī)則作為補(bǔ)充手段，當(dāng)無(wú)人船發(fā)現(xiàn)可以目標(biāo)后，無(wú)人機(jī)可在高空進(jìn)行搜尋，進(jìn)一步確認(rèn)污染源。無(wú)人船為無(wú)人機(jī)提供停機(jī)坪，能夠方便無(wú)人機(jī)靈活地應(yīng)急啟動(dòng)，并為無(wú)人機(jī)供電，可以最大限度地提高無(wú)人機(jī)的航程。二者的結(jié)合既利用了無(wú)人機(jī)視野較廣闊的特點(diǎn)，可以進(jìn)一步對(duì)污染源實(shí)現(xiàn)追蹤，又較好地彌補(bǔ)了無(wú)人船（搜尋范圍狹小）或無(wú)人機(jī)（航程短）單獨(dú)巡檢的缺陷，有助于水質(zhì)監(jiān)測(cè)的高效化和精確化，提高了水質(zhì)監(jiān)測(cè)的信息化水平。

上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。本發(fā)明的具體實(shí)施方式由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明方法的流程圖；

圖3a為Von.Ncumann型元胞鄰居模型示意圖；

圖3b為Moorc型元胞鄰居模型的示意圖；

圖3c為擴(kuò)展的Moorc型元胞鄰居模型的示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中某個(gè)污染物元素的濃度分布圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例中各個(gè)污染物元素的散點(diǎn)圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例中各污染物元素主要污染源的散點(diǎn)圖。

圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明：1、無(wú)人機(jī)；2、無(wú)人船；3、岸基監(jiān)控系統(tǒng)；11、機(jī)體；12、飛行控制系統(tǒng)；13、無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)；14、螺旋槳；15、蓄電池；16、充電接口；17、無(wú)人機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)；18、機(jī)載視頻監(jiān)測(cè)設(shè)備；21、船體；22、主控制系統(tǒng)；23、無(wú)人船通信系統(tǒng)；24、動(dòng)力系統(tǒng)；25、無(wú)人船導(dǎo)航系統(tǒng)；26、水質(zhì)檢測(cè)設(shè)備；27、充電裝置；28船載視頻監(jiān)測(cè)設(shè)備。

具體實(shí)施方式

下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。

參見(jiàn)圖1所示，一種基于無(wú)人設(shè)備的水質(zhì)巡檢、污染物溯源系統(tǒng)，由無(wú)人機(jī)1、無(wú)人船2和岸基監(jiān)控系統(tǒng)3組成；

所述無(wú)人機(jī)1包括機(jī)體11、飛行控制系統(tǒng)12、無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)13、螺旋槳14、蓄電池15、充電接口16、無(wú)人機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)17和機(jī)載視頻監(jiān)測(cè)設(shè)備18；

所述蓄電池15的一端與所述充電接口16連接，所述蓄電池15的另一端與所述飛行控制系統(tǒng)12連接，為所述無(wú)人機(jī)1上所有的設(shè)備供電；所述飛行控制系統(tǒng)12分別與所述無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)13、所述螺旋槳14和所述無(wú)人機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)17連接；所述飛行控制系統(tǒng)12通過(guò)所述無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)13與所述無(wú)人船2以及所述岸基監(jiān)控系統(tǒng)3通信連接，控制所述無(wú)人機(jī)1的飛行路線和飛行姿態(tài)；所述機(jī)載視頻監(jiān)測(cè)設(shè)備18用于對(duì)排污口的搜尋并拍照取證，并通過(guò)所述無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)13向所述岸基監(jiān)控系統(tǒng)3回傳高清視頻或照片；所述無(wú)人機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)17用于對(duì)所述無(wú)人機(jī)1的當(dāng)前位置進(jìn)行定位，并將位置坐標(biāo)通過(guò)所述無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)13發(fā)送至所述無(wú)人船2，為所述無(wú)人船2進(jìn)行引導(dǎo)；

所述無(wú)人船2包括船體21以及設(shè)置在所述船體21內(nèi)的主控制系統(tǒng)22、無(wú)人船通信系統(tǒng)23、動(dòng)力系統(tǒng)24、無(wú)人船導(dǎo)航系統(tǒng)25、水質(zhì)檢測(cè)設(shè)備26和船載視頻監(jiān)測(cè)設(shè)備28；所述無(wú)人船2的船體21上設(shè)置有供所述無(wú)人機(jī)1停靠的停機(jī)坪以及可與所述無(wú)人機(jī)1上的所述充電接口16對(duì)接的充電裝置27；

所述主控制系統(tǒng)22分別與所述無(wú)人船通信系統(tǒng)23、所述動(dòng)力系統(tǒng)24、所述無(wú)人機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)25和所述水質(zhì)檢測(cè)設(shè)備26連接；所述動(dòng)力系統(tǒng)24為所述無(wú)人船2提供航行動(dòng)力；所述主控制系統(tǒng)22通過(guò)所述無(wú)人船通信系統(tǒng)23與所述無(wú)人機(jī)1通信連接，用于控制所述無(wú)人機(jī)1的飛行；所述船載視頻監(jiān)測(cè)設(shè)備28用于對(duì)水面污染情況的進(jìn)行拍攝，并將拍攝到的視頻傳送至所述主控制系統(tǒng)22；所述無(wú)人船導(dǎo)航系統(tǒng)25用于對(duì)所述無(wú)人船2進(jìn)行定位，并將所述無(wú)人船2的位置坐標(biāo)傳送至所述主控制系統(tǒng)22；所述在水質(zhì)檢測(cè)設(shè)備26用于對(duì)污染水域進(jìn)行水質(zhì)數(shù)據(jù)采集，并將采集到的水質(zhì)數(shù)據(jù)傳送至所述主控制系統(tǒng)22；所述主控制系統(tǒng)22通過(guò)無(wú)人船通信系統(tǒng)23分別將拍攝到的視頻、所述無(wú)人船2的位置坐標(biāo)以及采集到的水質(zhì)數(shù)據(jù)發(fā)送至所述岸基監(jiān)控系統(tǒng)3，用于污染物濃度分布圖的繪制。

優(yōu)選的，所述無(wú)人機(jī)1為無(wú)人直升機(jī)、多軸飛行器、旋翼飛行器。

優(yōu)選的，所述無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)13和所述無(wú)人船通信系統(tǒng)23均為3G/4G模塊。

優(yōu)選的，所述無(wú)人機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)17和所述無(wú)人船導(dǎo)航系統(tǒng)25均為GPS模塊。

參見(jiàn)圖1和圖2所示，一種基于無(wú)人設(shè)備的水質(zhì)巡檢、污染物溯源方法，包括以下步驟：

步驟1）無(wú)人船2通過(guò)無(wú)人船導(dǎo)航系統(tǒng)25航行至受污染水域的采集點(diǎn)，然后利用水質(zhì)檢測(cè)設(shè)備26進(jìn)行水質(zhì)數(shù)據(jù)信息的采集，并將采集點(diǎn)的坐標(biāo)位置X,Y以及該采集點(diǎn)的污染物濃度數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)人船通信系統(tǒng)23發(fā)送至岸基監(jiān)控系統(tǒng)3的服務(wù)器上。

步驟2）岸基監(jiān)控系統(tǒng)3將各個(gè)采集點(diǎn)的污染物濃度數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，利用MATLAB軟件進(jìn)行二維差值擬合，作出主要污染物在該受污染水域的濃度分布圖，并判斷出最大濃度可疑污染源的所在位置，具體方法如下：

由分析可知，污染物的分布是連續(xù)的，同時(shí)由于物質(zhì)的擴(kuò)散是從高濃度向低濃度進(jìn)行的，在擴(kuò)散模型中某區(qū)域濃度最高的點(diǎn)可能就是擴(kuò)散源，所以各污染物空間分布中的極值點(diǎn)就可能是污染物的傳播模型中污染源。因此問(wèn)題的求解就轉(zhuǎn)化為擬合出的污染物空間分布曲面上搜索極值的問(wèn)題。搜索極值的現(xiàn)代算法有模擬退火、遺傳算法、魚(yú)群算法等多種?？紤]的模型中所搜索的域有限，且目標(biāo)解數(shù)目不確定，遍歷搜索是較好的方法。得出極值點(diǎn)后再結(jié)合視頻分析篩選出污染源。

依據(jù)各污染物元素濃度在該污染水域的空間分布，得到濃度分布矩陣Z，進(jìn)而結(jié)合MATLAB軟件建立搜索模型。

Z是100×100的矩陣，借鑒元胞的思想建立一個(gè)100×100規(guī)模的二維網(wǎng)格，將污染物元素濃度分布矩陣對(duì)應(yīng)放入，其中每一個(gè)污染物元素占據(jù)其中一個(gè)格子。根據(jù)問(wèn)題分析可知：污染源存在于二維網(wǎng)格中的某些格子中，并且污染源所在格子元素濃度大于周圍格子的元素濃度。

參見(jiàn)圖3a-3c所示，二維元胞自動(dòng)機(jī)(規(guī)則四方網(wǎng)格劃分)的鄰居模型通常有以幾種形式，圖中黑色元胞為中心元胞，灰色元胞為該元胞的鄰居。

分析上述三種元胞鄰居模型后發(fā)現(xiàn)，圖3b中的元胞鄰居模型最適合。圖3b中的元胞鄰居模型中污染源存在的格子z(i,j)應(yīng)滿足：

（1）對(duì)于與外界不相鄰的格子理論上應(yīng)滿足：

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（2）對(duì)于邊界處的格子理論上應(yīng)滿足（以左邊界為例）：

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（3）對(duì)于頂角處的格子理論上應(yīng)滿足（以左邊界為例）：

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為了簡(jiǎn)化模型，在此認(rèn)為對(duì)于邊界和頂角處不存在污染源。通過(guò)搜索模型可以求出污染物元素空間分布中的極值點(diǎn)，即可能的污染源。對(duì)極值點(diǎn)設(shè)定閾值進(jìn)行篩選，減小可疑點(diǎn)的數(shù)量，無(wú)人船將針對(duì)性地行駛至可疑污染源位置。

以下提供一個(gè)具體實(shí)施例：

第一步：參見(jiàn)圖4所示，做出排放物中主要元素的污染物濃度分布圖（matlab二維差值擬合）；

第二步：根據(jù)第一步得出的元素在污染水域的空間分布分別得到每個(gè)元素的濃度分布矩陣Z（矩陣較大未附出），結(jié)合MATLAB軟件建立搜索模型進(jìn)行搜索，分別得出每個(gè)元素在該污染水域的空間分布極大值的個(gè)數(shù)；

第三步：參見(jiàn)圖5所示，運(yùn)用scatter函數(shù)畫(huà)出各個(gè)污染物元素空間分布極大值點(diǎn)的散點(diǎn)圖，使數(shù)據(jù)可視化；

第四步：參見(jiàn)圖6所示，對(duì)極值點(diǎn)進(jìn)行篩選，如通過(guò)設(shè)定閾值，當(dāng)該極值點(diǎn)位置污染物濃度大于閾值時(shí)，即為可疑污染源；運(yùn)用scatter函數(shù)畫(huà)出各污染物元素主要污染源的散點(diǎn)圖，使數(shù)據(jù)可視化。

步驟3）岸基監(jiān)控系統(tǒng)3根據(jù)污染物濃度分布圖（各污染物元素主要污染源的散點(diǎn)圖）設(shè)計(jì)出優(yōu)化路徑，通過(guò)無(wú)人船通信系統(tǒng)23指揮無(wú)人船2沿著優(yōu)化路徑向最大濃度可疑污染源靠近，同時(shí)，無(wú)人船2在航行途中繼續(xù)對(duì)水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，并將這些水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)一步通過(guò)無(wú)人船通信系統(tǒng)23上傳到岸基監(jiān)控系統(tǒng)3的服務(wù)器中，隨著無(wú)人船2的航行，收集到的水質(zhì)數(shù)據(jù)越來(lái)越多，擬合的數(shù)據(jù)也更加準(zhǔn)確。

步驟4）當(dāng)無(wú)人船2到達(dá)污染源附近時(shí)，由于無(wú)人船2視野不夠開(kāi)闊，航行速度也相對(duì)較慢不利于對(duì)污染源排放口位置的尋找，此時(shí)岸基監(jiān)控系統(tǒng)3通過(guò)無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)13啟動(dòng)無(wú)人船2上承載的無(wú)人機(jī)1，并向無(wú)人機(jī)1發(fā)送污染物濃度分布圖，無(wú)人機(jī)1根據(jù)污染物濃度分布圖，并利用機(jī)載視頻監(jiān)測(cè)設(shè)備18對(duì)污染源排放口進(jìn)行高空搜尋。

步驟5）無(wú)人機(jī)1通過(guò)無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)13將在高空拍攝到的視頻畫(huà)面直接回傳到岸基監(jiān)控系統(tǒng)3，由岸基監(jiān)控系統(tǒng)3對(duì)視頻畫(huà)面中的內(nèi)容進(jìn)行分析和判斷。

步驟6）當(dāng)岸基監(jiān)控系統(tǒng)3在無(wú)人機(jī)1傳回的視頻畫(huà)面中發(fā)現(xiàn)可疑目標(biāo)后，無(wú)人機(jī)1立刻通過(guò)無(wú)人機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)17定位當(dāng)前的位置坐標(biāo)，并通過(guò)無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)13將該位置坐標(biāo)發(fā)送無(wú)人船2，引導(dǎo)無(wú)人船2駛近該可疑目標(biāo)。

步驟7）當(dāng)無(wú)人船2駛近可以目標(biāo)后，通過(guò)無(wú)人船2上的船載視頻監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)可疑目標(biāo)進(jìn)行視頻拍攝，視頻畫(huà)面通過(guò)無(wú)人船通信系統(tǒng)23發(fā)送至岸基監(jiān)控系統(tǒng)3進(jìn)行確認(rèn)。

步驟8）當(dāng)確認(rèn)該可疑目標(biāo)確實(shí)為污染物排放口時(shí)，岸基監(jiān)控系統(tǒng)3控制無(wú)人機(jī)1上的機(jī)載視頻監(jiān)測(cè)設(shè)備18和無(wú)人船2上的船載視頻監(jiān)測(cè)設(shè)備28對(duì)污染物排放口進(jìn)行拍照取證。

步驟9）無(wú)人船2通過(guò)無(wú)人船導(dǎo)航系統(tǒng)25對(duì)該污染物排放口進(jìn)行定位，并通過(guò)無(wú)人船通信系統(tǒng)23將該污染物排放口的位置坐標(biāo)信息上傳至岸基監(jiān)控系統(tǒng)3。

步驟10）當(dāng)取證完成后，無(wú)人機(jī)1著陸至無(wú)人船2的停機(jī)坪上，無(wú)人機(jī)1上的充電接口16與無(wú)人船2上的充電裝置27對(duì)接，為無(wú)人機(jī)1進(jìn)行充電，等待下一次起飛任務(wù)。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。